ESS CAVITÉ SUPRA: CALCULS VIDE ESS Cavité Supra | Didier CHIRPAZ-CERBAT

OBJECTIFS À TERME Dimensionnement Vide Cavité Cavité High Beta et Medium Beta Objectif: P<10 -7 mbar avant descente en température T = 20°C (?) Pas de désorption due à la RF (pas de RF à Tamb) Pas de flux gazeux provenant des éléments en amont/aval Pas de flux due au faisceau -Pertes faisceau et ionisation gaz résiduel Dimensionnement Vide Isolation Objectif: P~10 -5 mbar | PAGE 2 Didier CHIRPAZ-CERBAT | 10/03/2015

VIDE CAVITÉ – COMPOSITION ET PARAMÈTRES Composition cavité Medium Beta 4 cavités Nobium: q=1, mbar.l.s -1.cm -2 (donné équivalent inox) à 10/48 h ? Surface unitaire: 2,15 m² 3 soufflets inter cavité Inox: q=1, mbar.l.s -1.cm -2 à 10h Surface unitaire: 0,13 m² 2 ensembles vanne(DN100)-soufflet en entrée/sortie Inox: q=1, mbar.l.s -1.cm -2 à 10h Surface unitaire 0,17 m² Conductance: 260 l.s -1 (N2) Pompage: différents cas étudiés 1 pompe de chaque côté: 2x150 / 2x250 / 2x700 (700 -> DN160) 1 pompe: 1x250 / 1x700 Pompe turbo | PAGE 3 Didier CHIRPAZ-CERBAT | 10/03/2015 Flux total (N2) Q=1, mbar.l.s -1 (après correction surface soufflet)

VIDE CAVITÉ – SIMULATION MOLFLOW Cf diapo précédente pour taux désorption Simulation pour Azote (N2, 28 g/mol) Pression suivant l’axe faisceau, pour les différents cas | PAGE 4 Didier CHIRPAZ-CERBAT | 10/03/2015 Simulation sous Molflow, avec 2 pompes de 250 l.s-1 Ne prend pas en compte d’éventuels défauts de conception/fabrication ou de fuites (réelles ou virtuelles)

VIDE CAVITÉ – RÉSULTATS MEDIUM BETA | PAGE 5 Didier CHIRPAZ-CERBAT | 10/03/2015

VIDE CAVITÉ – RÉSULTATS MEDIUM BETA | PAGE 6 Didier CHIRPAZ-CERBAT | 10/03/2015

VIDE CAVITÉ – RÉSULTATS HIGH BETA | PAGE 7 Didier CHIRPAZ-CERBAT | 10/03/2015

VIDE ISOLATION – COMPOSITION/PARAMÈTRES Composition Vide Isolation Super isolant: 30 couches: 25 m² 10 couches: 20 m² Autres matériaux: inox, aluminum … Négligeable au vu de leur taux de désorption et de leur surface vis-à-vis du superisolant Estimations faites : À Tamb (293K) Taux de désorption à partir du taux pour super isolant 19 couches En prenant taux de désorption de chaque élément (aluminium/polyester), on obtient Seff ~ 700 l.s -1 | PAGE 8 Didier CHIRPAZ-CERBAT | 10/03/2015

CONCLUSIONS Vide Cavité Hors spec avec une seule pompe Pas de différence notable entre 2 pompes de 250 l.s-1 et 2 de 700 l.s-1 2x250 semble convenir Cavité High Beta semblable à la cavité Medium Beta Pour un même système de pompage: P (High β) <P (Medium β) Vide Isolation Difficulté d’estimer le taux de désorption du super isolant Or tout dépend de cela (à conductance fixe) Avec les paramètres pris et sans tenir compte de la géométrie interne, il faut un pompage efficace relativement important (Seff~1000 l.s -1 ) pour tenir les mbar 2 pompes de 500 l.s -1 au minimum (sans tenir compte de la conductance d’entrée) | PAGE 9 Didier CHIRPAZ-CERBAT | 10/03/2015

DSM Irfu Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives Centre de Saclay | Gif-sur-Yvette Cedex T. +33 (0) xx xx | F. +33 (0) Etablissement public à caractère industriel et commercial | RCS Paris B | PAGE 10 CEA Saclay/Irfu projet ESS | DATE